聚萘二甲酸二甲酯（PEN）：打破国外垄断，迈向自主可控

‌耐热性‌：PEN薄膜可以承受160℃的高温，大大超过PET的120℃。

‌气体阻隔性‌：PEN的气体渗透性和吸水性低于聚酰亚胺薄膜，适用于需要高气密性的应用场景‌。

‌化学稳定性‌：PEN对有机溶剂、化学品和油类具有出色的耐受性‌。

‌耐紫外线‌：PEN能够吸收紫外线，保护容器内物品‌。

二、生产工艺

从生产工艺看，PEN存在两种生产工艺，分别是直接酯化法和酯交换法。

直接酯化法是在氮气保护且醋酸镁催化剂存在下，2,6-萘二甲酸与乙二醇缩聚成2,6-萘二甲酸乙二酯（2,6-BHEN）。在氮气保护下于230℃条件下聚合4小时后再加入三氧化二锑，升温至295℃，减压聚合得PEN。该方法可以采用间歇或连续操作，但是该法对原料2,6-萘二甲酸（NDC）的纯度要求苛刻，生产技术还不成熟，仍处于实验研究阶段。

酯交换法是指的在氮气保护下，2,6-萘二甲酸二甲酯与乙二醇在醋酸镁、醋酸锑等复合金属盐催化剂存在的条件下发生酯交换反应，反应温度190℃，生成2,6-萘二甲酸乙二酯（2,6-BHEN）。再以三氧化二锑等作为缩聚催化剂，在高温（280～295℃）和高真空下，2,6-BHEN缩聚得到PEN。

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PEN行业发展现状

根据数据显示，截至2023年全球PEN的生产企业仅有2家，总计生产能力为1.1万吨/年，每年产出0.4万吨左右的PEN，其中日本帝人依旧是全球最大的PEN生产企业。而中国还没有PEN的生产企业，但是存在一定的进口，2023年进口了约10吨左右PEN，主要来自日本帝人。可以看到，中国PEN消费规模仅占全球的0.25%，占比极小，主要的消费国家在日韩，其次是美国和欧洲。

对于下游消费市场来说，全球PEN下游主要是应用在薄膜领域，占到总计消费体量的65%左右，其次是在塑料制品、包装溶剂、纤维及其他领域中存在一定的消费体量。

PEN下游主要的消费应用在薄膜，可以用于柔性印刷电路板薄膜、电容器膜、F级绝缘膜等，还可以被应用在数据磁带、汽车传感器、绝缘零件等。由于PEN具有十分优异的刚性、物理机械性能、气体阻隔性能、化学稳定性及耐热、耐紫外线、耐辐射等性能等，目前在消费领域中呈现了逐渐扩大的趋势，正在陆续取代PET薄膜市场。具体应用领域来看：

1、电子与电气领域——

柔性印刷电路板（FPC）：PEN 薄膜凭借耐温性（160℃）和成本优势（较聚酰亚胺低 30%），在汽车电子（仪表盘、传感器）和 5G 通讯设备中广泛应用。欧洲市场已规模化采用，2023 年相关需求占电子领域的 45%。

绝缘材料：F 级绝缘膜用于电机和变压器，耐水性是 PET 的 4 倍，日本帝人占据高端市场 70% 份额。

2、新能源与绿色技术——

氢燃料电池：PEN 基质子交换膜和双极板涂层进入中试验证阶段，煤科院开发的煤基 PEN 材料已通过性能评测，预计 2025 年后产业化。

光伏产业：PEN 薄膜用于太阳能电池背板，耐候性优于传统 EVA 胶膜，乌海产业基地规划年产 5000 吨项目，配套光伏产业链。

3、包装与消费品——

食品包装：PEN 瓶对氧气和二氧化碳的阻隔性是 PET 的 4-5 倍，日本帝人的 PEN 学生饭盒已商业化，欧洲市场需求年增 8%。

医疗器械：帝人注塑级树脂 Teonex® PEN TN8100 用于高温灭菌容器，2023 年全球医疗包装市场规模达 12 亿美元。

4、工业与特种材料——

高性能纤维：PEN 纤维拉伸强度比 PET 高 50%，用于深海绳缆和汽车轮胎帘子线，欧洲市场占比超 60%。

航空航天：PEN 基复合材料用于飞机内饰件，轻量化效果显著，空客 A350 部分部件已采用。

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PEN单体2,6-萘二甲酸材料概述

一、国内发展历程

20 世纪 50 年代，中国 2,6 - 萘二甲酸行业伴随着国内化工产业的发展开始起步。但初期受技术水平和原材料供应限制，行业规模小，产品以低端为主，且技术水平相对落后，主要依赖进口原料进行生产。进入 21 世纪，国家对新材料、新医药等战略性新兴产业重视度提高，国内市场需求大幅增长，为 2,6 - 萘二甲酸行业带来发展机遇，行业规模迅速扩大。

国内企业加大研发投入，一方面引进国外先进技术，另一方面自主研发创新，产品质量和稳定性得到提高，生产成本降低。同时，行业开始向产业链上下游延伸，形成了较为完整的产业链，在全球市场中的份额逐渐增加。

近年来，在全球化背景下，中国 2,6 - 萘二甲酸行业逐步走向国际市场。同时，随着环保政策日益严格和产业转型升级推进，行业更加注重绿色生产，努力降低能耗和污染物排放。

2024 年11月，中国煤科煤科院顺利通过 “聚酯 pen 材料单体煤基 2,6 - 萘二甲酸中试验证” 基础设计审查，开创国内外首创的微通道反应器连续合成煤基 2,6 - 萘二甲酸成套新工艺及装备，为打破国外技术垄断、实现 pen 材料国产替代和自主可控奠定了基础。同时，辽宁精细化工产业技术发展有限公司与中科院大连化物所合作的 “萘烷基化制 2,6 - 二烷基萘及氧化制萘二甲酸中试项目” 也通过成果评价，进一步推动技术自主化。

二、生产工艺

中国 2,6 - 萘二甲酸（2,6-NDA）的合成工艺经过多年发展，形成了多种技术路线，涵盖传统方法与新兴创新工艺。以下是主要合成工艺的详细分类及技术特点：

烷基萘氧化法

2,6 - 二甲基萘（2,6-DMN）氧化法——

以 2,6-DMN 为原料，在钴 - 锰 - 溴催化剂（如乙酸钴、乙酸锰、溴化氢）作用下，通过液相空气氧化生成 2,6-NDA。美国 Amoco 公司开发的四步法（烷基化、环化、脱氢、异构化）是典型代表，但存在步骤多、高温（180-220℃）、高压（2-5MPa）及催化剂腐蚀设备等问题。日本 Opta Tech 改进工艺，采用对二甲苯替代邻二甲苯，减少步骤但仍面临低产率（≤40%）和高温条件限制。

2,6 - 二异丙基萘（2,6-DIPN）氧化法——

日本钢管公司以萘和丙烯为原料，通过异丙基化制得 2,6-DIPN，再经氧化生成 2,6-NDA，收率超 90%。该工艺需分离异构体，但较 2,6-DMN 路线更易提纯。

2 - 甲基萘酰化氧化法以 2 - 甲基萘为原料，经傅克酰基化引入酰基，再氧化生成 2,6-NDA。传统方法使用硝基苯作溶剂，存在安全隐患且选择性仅 60%。改进工艺采用分步氧化：先将 2 - 甲基萘氧化为 2 - 萘甲酸酯，再进行酰基化和氧化，选择性提升至 90% 以上，副产物减少。

Henkel 法早期工艺以萘的一元或二元羧酸盐为原料，通过高温高压羧基化反应合成 2,6-NDA，但因使用高毒性镉盐催化剂且酸碱消耗大，已被淘汰。

均相催化氧化羰基化法以萘为原料，在钯盐溶液中通过氧化羰基化直接引入羰基，结合萘羧酸衍生物转化，实现少步骤、高选择性合成。该方法避免了烷基化步骤，催化剂用量低且反应条件温和，但仍需进一步优化以实现工业化。

煤基合成工艺

微通道反应器连续合成技术——

中国煤科院开发的煤基路线以煤焦油馏分为原料，通过真空蒸馏、结晶分离 2,6-DMN，再经微通道反应器连续氧化生成 2,6-NDA。该工艺采用煤基原料替代石油基路线，结合微通道技术提升能效，降低污染物排放，产品纯度≥99.95%，已通过中试验证，预计 2025 年建成百吨级产能。

煤焦油馏分直接制备法——

浙江大学团队从煤焦油 250-270℃馏分中分离 2,6-DMN，经催化氧化和加氢精制得到高纯度 2,6-NDA，原料成本低且工艺适合工业化。

新型催化剂体系

溴化钴 - 溴化锰 - 乙酸钴 - 乙酸锰四元催化剂——

在 80-120℃、1-2MPa 温和条件下实现 2,6-DMN 氧化，避免传统工艺高温高压对设备的腐蚀，催化剂寿命长且能耗降低。

Cu (OTf)₂-AlCl₃协同催化体系——

用于酰化反应时，选择性从 84% 提升至 90% 以上，减少催化剂用量并可回收，降低生产成本。

分步氧化与提纯集成工艺辽宁精细化工与中科院大连化物所合作开发的 “萘烷基化制 2,6 - 二烷基萘及氧化制萘二甲酸中试项目”，通过优化烷基化和氧化条件，结合新型提纯技术（如纳滤分离），产品纯度达聚合级标准，成果获评 “国际先进”。

三、国内近期动态

国内在 2,6 - 萘二甲酸（2,6-NDA）合成工艺研发领域取得了显著突破，尤其是在煤基路线和微通道反应器技术应用方面处于国际领先地位。以下为近期动态汇总：

● 2024年11月21日消息，中国煤炭科工集团所属煤炭科学技术研究院有限公司聚萘二甲酸二甲酯（PEN）单体年百吨级中试项目，日前正式步入落地实施阶段。这是国内首个煤基PEN材料单体百吨级中试装置。该中试实验成功后，将极大提升我国对高端聚酯材料产业链的自主可控能力，为战略性新兴产业和未来产业提供关键材料。

● 2024年11月6日，国能包头煤化工有限责任公司聚酯PEN材料单体煤基2,6-萘二甲酸中试验证项目环境影响评价公众参与第一次公示。

● 2024年10月消息，石化院PEN关键单体DMN制备技术科研攻关突击队围绕新型聚酯材料关键单体“2,6-二甲基萘生产技术”开展联合科研攻关并取得阶段性进展。突击队充分发挥了“大兵团”作战模式的优势，组织开发了单体分析检测、原料多级分离与精制、芳烃异构化/烷基化等系列技术。石化院致力于建成千吨级C10萘类芳烃联合生产装置，为高性能PEN聚酯材料的工业化生产提供保障，同时为催化柴油等副产石化原料提供高附加值利用方案。

● 2024年9月，辽宁精细化工产业技术发展有限公司与中国科学院大连化学物理研究所合作完成的“萘烷基化制2,6-二烷基萘及氧化制萘二甲酸中试项目”顺利通过中国石油和化学工业联合会科技成果评价，成果水平为“国际先进”。中试项目形成了由萘出发低成本生产2,6-萘二甲酸成套工艺技术，实现了2,6-萘二甲酸生产技术国有化，打破了国外技术垄断。

● 2024年8月28日，开滦能源化工股份有限公司与北京石油化工学院合作完成的“聚萘二甲酸乙二醇酯合成技术系统研究”项目通过河北省科技成果转化服务中心组织的专家鉴定。该项研究成功开发了2,6-二异丙基萘液相氧化合成2,6-萘二甲酸的高效催化体系，以及2,6-萘二甲酸二甲酯合成与产品纯化新技术，形成了一套完整的PEN合成新工艺，确定了PEN产品及中间产物的测试分析方法。研究成果突破了国外技术壁垒。

四、行业发展现状

2024 年全球 2,6-NDA 市场销售额达 2.63 亿美元，预计 2031 年增至 2.96 亿美元，年复合增长率 1.7%。市场增长主要受新能源（氢燃料电池、光伏）和高端电子领域需求驱动，欧洲和东南亚是增长最快的区域市场。全球产能高度集中，美国 Ferro 和 Solvay 占据主导地位，日本帝人通过 PEN 产业链垂直整合控制高端市场。帝人在医疗包装、航空航天等领域的 PEN 产品市占率超 70%，其注塑级树脂 Teonex® PEN TN8100 垄断高温灭菌容器市场。

国内煤基 2,6-NDA 技术已通过下游验证，预计 2025 年过后产能逐步释放，2030 年自给率超 60%，逐步打破日本帝人等企业的垄断。2023 年国内 PEN 进口量约 10 吨，全部来自日本帝人，2,6-NDA 完全依赖进口。随着煤科院中试项目投产，预计 2025 年后国内 2,6-NDA 自给率快速提升，目标价格降至 30 元 / 千克，较进口产品（约 50 元 / 千克）具备显著成本优势。

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未来发展

目前来看，随着煤基 2,6-NDA 中试项目落地和下游验证完成，国内 PEN 产业链将进入技术产业化与市场扩张并行的新阶段。新能源领域需求爆发、智能化生产降本、生物基技术储备构成三大核心驱动力，推动我国从 “PEN 生产大国” 向 “技术强国” 跨越。未来需重点关注千吨级装置商业化进展、生物基路线突破及环保回收体系建设，同时加强国际合作，在全球高性能聚酯材料市场中占据更重要地位。